Las proteínas tienen muchas funciones biológicas diferentes
Podemos clasificar las proteínas en función de sus papeles biológicos.
Enzimas. Las proteínas mas variadas y mas altamente especializadas son las que tienen actividad catalítica; las enzimas. Virtualmente todas las reacciones químicas de las biomoléculas orgánicas de las células están catalizadas por enzimas. Se ha descubierto en diferentes organismos miles de enzimas distintas cada una de las cuales cataliza un tipo diferente de reacción química.
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| La luz de las luciérnagas resulta de la reacción productora de luz en la que intervienen la luciferina y el ATP y que es catalizada por la enzima luciferasa |
Proteínas de transporte. Las proteínas de transporte del plasma sanguínea fijan y transportan moléculas o iones específicos de un órgano a otro.
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| Los eritrocitos contienen grandes cantidades de proteína trasportadora de oxígeno, la hemoglobina |
La hemoglobina de los eritrocitos fija el oxígeno a medida que la sangre pasa a través de los pulmones, lo transporta a los tejidos periféricos y allí lo libera para que participe en la oxidación de los nutrientes para la producción de energía. El plasma sanguineo contiene lipoproteínas que transportan lípidos desde el hígado a otros órganos. En las membranas plasmáticas y en las membranas intracelulares de todos los orgnísmos están presentes otros tipos de proteínas transportadoras; estas proteínas están adaptadas para fijar glucosa, aminoácidos u otras sustancias y transportarlas a través de la membrana.
Proteínas nutrientes y de reserva. Las semillas de muchas plantas almacenan proteínas nutrientes requereidas prar el crecimiento de las semillas en germinación. Ejemplos especialmente bien estudiados son las proteínas de la semilla de trigo, maíz y arroz. La ovoalbúmina, principal proteína de la clara de huevo, y la caseína, la proteína mas importante de la leche constituyen otros ejemplos de proteínas de nutrición.
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| El color blanco de la leche proviene de la proteína caseína. |
La ferritina que se encuentra en algunas bacterias y en tejidos animales y vegetales almacena hierro.
Proteínas contráctiles o motiles. Algunas proteínas confieren a las células y orgánulos la capacidad de contraerse, cambiar de forma o moverse. La actina y la miosina actúan en el sistema contráctil del músculo esquelético así como en muchas células no musculares. La tubulina es la proteína de la que están formados los microtúbulos. Los microtúbulos actúan de manera concertada con la proteína dineína en los flagelos y cilios para propulsar células.
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| El movimiento de los cilios de los protozoos depende de la acción de la proteína dineína. |
Proteínas estructurales. Muchas proteínas actúan como filamentos de soporte, cables u hojas para conferir fuerza o protección a las estructuras biológicas. El principal componente de los tendones y de los cartílagos es la proteína fibrosa colágeno, que posee una resistencia a la tensión muy elevada. La piel es casi colágeno puro. Los ligamentos contienen elastina que es una proteína estructural capaz de extenderse en dos dimensiones. El pelo, las uñas y las plumas están constituidas en gran parte por la proteína queratina que es dura e insoluble. La fibro es el componente mayoritario de las fibras de seda y de las telarañas.
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| La proteína fibroína es la principal componente estructural de las telarañas. |
Las uniones de las alas de algunos insectos están hechas de resilina que tiene propiedades elásticas casi perfectas
Proteínas de defensa. Muchas proteínas defienden a los organismos contra la invasión por otras especies o los protegen contra las heridas. Las inmunoglobulinas o anticuerpos, proteínas especializadas fabricadas por los linfocitos de los vertebrados, pueden reconocer y precipitar o neutralizar bacterias, virus o proteínas invasoras de otras especies. El fibrinógeno y la trombina son proteínas coaguladores de la sangre que impiden la perdida de sangre cuando se daña el sistema vascular. Los venenos de serpiente, las toxinas bacterianas y las proteínas vegetales tóxicas, tales como al ricina, también parecen tener funciones de defensa.
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| Las semillas de ricino contienen la proteína tóxica ricina |
Algunas de ellas como el fibrinógeno, y trombina y algunos venenos también son enzimas.
Proteínas reguladoras. Algunas proteínas ayudan a regular la actividad celular o fisiológica. Entre ellas se encuentran las hormonas. Como ejemplos cabe citar la insulina, que regula el metabolismo glucídico, y la hormona de crecimiento de la hipófisis. La respuesta celular a muchas señales hormonales está facilitada a menudo por una clase de proteínas fijadoras de GTP denominadas proteínas G (el GTP está estrechamente relacionado con el ATP pero con guanina en lugar de la porción de adenina de la molécula. Otras proteínas reguladoras se fijan al DNA y regulan la biosíntesis de enzimas y de moléculas de RNA tanto en procariotas como eucariotas.
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| Los tumores cancerosos suelen estar formados por células con defectos que afectan a una o varias proteínas que regulan la división celular |
Otras proteínas. Existen numersosas proteínas cuyas funciones son mas bien exóticas y, por tanto dificiles de clasificar. La monelina, proteína de una planta africana, tiene un intenso sabor dulce. Se está estudiando su uso en el hombre como edulcorante alimentario no tóxico y que no produce obesidad. El plasma sanguíneo de algunos peces del Antártico contienen proteínas anticongelantes que protegen su sangre contra la congelación.
Es extraordinario que todas estas proteínas, con su gran variedad de propiedades y funciones, estén formadas por el mismo grupo de 20 aminoácidos.
